(57)【要約】【課題】作業機械の運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備える運転室補強構造において、補強構造物の取付けを容易にし、また補強構造物及び運転室の製作コストを安くする。【解決手段】補強構造物（１８ａ）を骨組構造物（１６）に、運転室の側面に位置する部分の下方部分（Ｌ１、Ｌ２）と屋根面に位置する部分の一部（Ｌ３）とを溶接して取付ける。【選択図】        図４
2005035316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に備えられる運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備え、
該補強構造物が、該骨組構造物に、運転室の側面に位置する部分の下方部分と屋根面に位置する部分の一部とを溶接して取付けられる、ことを特徴とする運転室補強構造。
【請求項２】
作業機械に備えられる運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備え、
該補強構造物と該骨組構造物との間に、骨組構造物に間隔を置いて溶接される複数個の台座部材が介在され、この台座部材に補強構造物がボルトにより取付けられる、ことを特徴とする運転室補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転室補強構造、さらに詳しくは、作業機械に備えられる運転室の略上半分に重ねて取付けられる補強構造物の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業機械の典型例である例えば油圧ショベルは、何らかのアクシデントによって機体が転倒した場合などの、運転室の変形、潰れに対し室内のオペレータを保護するために、運転室保護構造として、機体フレームから立設して運転室を覆うように形成したキャブガードを、必要に応じて取付けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながらこの種のキャブガードは、設置のために大きなスペースが必要であり、構造上コストが高く、またオペレータの視界が悪くなる、などの問題を有している。この問題を除くために、本発明者等は、運転室の略上半分に運転室の骨組構造物に重ねて取付ける枠状の補強構造物を備えた運転室補強構造を開発した（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７３０１７号公報（第１図）
【特許文献２】
特許願第２００３−１４４３４６号（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転室の骨組構造物に重ねて取付ける運転室補強構造には、従来の問題を除くものの、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００６】
（１）取付けが難しい：
この運転室補強構造は、運転室と補強構造物との輪郭を正確に合致させて溶接などによって一体に取付けられる。しかしながら、運転室及び補強構造物はそれぞれ、鋼板、鋼製部材などを溶接接合して製作されるので、寸法誤差が大きく、また曲面を用いた複雑なデザイン形状などから、重ねる部分の不特定の所に隙間ができ、溶接位置がばらついたり、溶接そのものの強度を確保できなくなり、運転室補強構造として、強度がばらつき、機能を十分に発揮することができなくなる。
【０００７】
輪郭を合致させるためは、運転室及び／又は補強構造物に、プレス、加熱、あるいはグラインダなどの手段による修正作業が必要になり、多くの時間を要し、補強構造物の取付けが難しい。補強構造物を、作業機械の稼働現場あるいは作業機械の納入先などにおいて、後から運転室に取付けるのはより困難である。
【０００８】
（２）製作コストが高い：
運転室と補強構造物の輪郭を合わせるように、それぞれの輪郭寸法の精度を上げて製作すると、製作コストが高いものになる。また、輪郭を合わせるために本来それほど重要でない運転室の輪郭寸法の精度を向上させるのは実際的でない。
【０００９】
さらに、必要に応じて取付けられるこの補強構造物を、運転室にボルトによって取付けられるように、作業機械に標準的に備えられる運転室全てにねじ穴部材などを備えと、その分運転室の製作コストが高くなる。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業機械の運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備える運転室補強構造において、補強構造物の取付けを容易し、また補強構造物及び運転室の製作コストを安くすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記技術的課題を解決する運転室補強構造として、作業機械に備えられる運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備え、該補強構造物が、該骨組構造物に、運転室の側面に位置する部分の下方部分と屋根面に位置する部分の一部とを溶接して取付けられる、ことを特徴とする運転室補強構造が提供される。
【００１２】
そして、骨組構造物への補強構造物の溶接する部位を限定して、製作にあたっては寸法精度を必要とする部分を減らし、取付修正作業においては修正作業の必要な部分を減らし、溶接を安定した位置で確実に行なえるようにして、取付けが難しい問題、また製作コストが高い問題を除くようにする。
【００１３】
本発明においては、上記技術的課題を解決する運転室補強構造の他の形態として、作業機械に備えられる運転室の略上半分に運転室を形成する骨組構造物に重ねて運転室の外側から取付けられる枠状の補強構造物を備え、該補強構造物と該骨組構造物との間に、骨組構造物に間隔を置いて溶接される複数個の台座部材が介在され、この台座部材に補強構造物がボルトにより取付けられる、ことを特徴とする運転室補強構造が提供される。
【００１４】
そして、台座部材を介在させることにより、製作にあたっては寸法精度の必要な部分を減らし、取付修正作業においては修正作業の必要な部分を減らし、取付けが難しい問題、また製作コストが高い問題を除くようにする。台座部材は補強構造物を必要とするときに取付ければよい。
【００１５】
本発明者等の検討によれば、補強構造物と骨組構造物との溶接する長さ、介在させる台座部材の数は、作業機械の稼働条件の違いなどによる運転室補強構造に要求される強度に応じて増減させればよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された運転室補強構造について、典型的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。なお、第１及び第２の実施の形態において基本的に共通の部分である、油圧ショベル、骨組構造物、補強構造物などの概要について先ず説明する。
【００１７】
図１を参照して説明すると、全体を番号２で示す油圧ショベルは、下部走行体４と、下部走行体４上に旋回自在に取付けられた上部旋回体６を備え、機体フレームである、上部旋回体６のスイングフレーム８の左側前部に、運転室補強構造を備える運転室１０が取付けられている。上部旋回体６には、運転室１０の前方に、上下方向に揺動作動を自在にフロント作業装置１２が、また運転室１０の後方にエンジンなどの機器の収容された後部機体１４がそれぞれ備えられている。
【００１８】
図２及び図３を参照して運転室１０について説明する。図２は運転室の骨組構造物１６に補強構造物１８を取付けた状態を、図３はそれらを分離した状態を示している。なお、取付けの詳細図示は省略されている（詳細については後に説明する）。補強構造物１８は骨組構造物１６の略上半分に外側から重ねて取付けられる。
【００１９】
骨組構造物１６は略直方体形状に形成され、図２に示すように、運転室１０の基本形態、屋根面ＲＦ、前側面ＦＳ、左側面ＬＳ、右側面ＲＳ、後側面ＢＳ、及び床面ＹＳが形成されている。
【００２０】
骨組構造物１６は、基本的に、鋼板により形成された異型鋼管の柱を溶接接合して形成されている。すなわち、骨組構造物１６は、床面ＹＳの４隅に立設された、左フロントピラー１６ａ、右フロントピラー１６ｂ、左リヤピラー１６ｃ、及び右リヤピラー１６ｄを備え、フロントピラー１６ａ、１６ｂの上端部はそれぞれリヤピラー１６ｃ、１６ｄ側に向けて水平に曲げられ水平部１６ｅ、１６ｆを形成し、それぞれの先端がリヤピラー１６ｃ、１６ｄに接合されている。
【００２１】
フロントピラー１６ａ、１６ｂの上端部は、フロントヘッダー１６ｇによって、またリヤピラー１６ｃ、１６ｄの上端部はリヤヘッダー１６ｈによってそれぞれ連結されている。屋根面ＲＦのリヤヘッダー１６ｈ側にはルーフパネル１６ｊが備えられている。左側面ＬＳには乗降ドア２０が備えられ、オペレータの運転席はルーフパネル１６ｊの下方の床面ＹＳ上に設置される。
【００２２】
補強構造物１８は、矩形断面の鋼材を溶接接合して形成されている。すなわち、骨組構造物１６のフロントピラー１６ａ、１６ｂの前側面ＦＳ側、水平部１６ｅ及び１６ｆの屋根面ＲＦ側、並びにリヤピラー１６ｃ及び１６ｄの後側面ＢＳ側に沿ってそれぞれ延びる、左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４を備え、左サイドビーム２２と右サイドビーム２４の間には、屋根面ＲＦの前側にフロントビーム２６、後側にリヤビーム２８ａ、２８ｂ、並びに前後の中間にセンタービーム３０がそれぞれ連結されている。
【００２３】
図２及び図３とともに図４、主として図４を参照して、本発明に従って構成された運転室補強構造の第１の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、前述の補強構造物１８と基本的に同じである補強構造物１８ａが、その左サイドビーム２２と右サイドビーム２４の、運転室の側面ＦＳ、ＬＳ、ＲＳ、ＢＳに位置する部分の下方部分と、屋根面ＲＦに位置する部分の一部を、骨組構造物１６に溶接して取付けられる。
【００２４】
すなわち、図４（ａ）に示すように、左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の前側部２２ａ、２４ａそれぞれの下方部分長さＬ１がフロントピラー１６ａ及びフロントピラー１６ｂに、また後側部２２ｂ、２４ｂそれぞれの下方部分長さＬ２がリヤピラー１６ｃ、１６ｄに、そして中央部２２ｃ、２４ｃそれぞれの一部の前側部分長さＬ３が水平部１６ｅ、１６ｆに、図４（ｂ）に示すように重ねてその両側が溶接される。
【００２５】
この実施の形態における補強構造物１８ａ及び骨組構造物１６は、次のように構成するのが製作上、また取付上好都合である。すなわち、互いに重ねられる長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の部分は、製作時に治具などによってその位置を規定し寸法のばらつきを小さくする。補強構造物１８ａの前側部２２ａ（２４ａ）、中央部２２ｃ（２４ｃ）、後側部２２ｂ（２４ｂ）それぞれの間をつなぐ内側の曲げＲ１は、骨組構造物１６の外側の曲げＲ２と干渉しないように、それよりも小さくする。そして、補強構造物１８ａの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の部分は、骨組構造物１６が円弧形状であっても曲げＲ１の部分から直線状にして製作を容易にする。
【００２６】
次に図２及び図３とともに図５、主として図５を参照して、本発明に従って構成された運転室補強構造の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、前述の補強構造物１８と基本的に同じである補強構造物１８ｂの左サイドビーム２２と右サイドビーム２４と、それが重ねられる骨組構造物１６との間に、骨組構造物１６に間隔を置いて溶接される複数個の台座部材であるボス３２が介在され、このボス３２それぞれに補強構造物１８ｂがボルト３４によって取付けられる。
【００２７】
すなわち、図５（ａ）に示すように、骨組構造物１６の左フロントピラー１６ａ、右フロントピラー１６ｂと補強構造物１８ｂの左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の前側部２２ａ、２４ａそれぞれの間に、左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の延びる方向に間隔を置いてボス３２が一対、また水平部１６ｅ、水平部１６ｆと左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の中央部２２ｃ、２４ｃそれぞれの間に、左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の延びる方向に間隔を置いてボス３２が一対、さらに左リヤピラー１６ｃ、右リヤピラー１６ｄと補強構造物１８ｂの左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の後側部２２ｂ、２４ｂそれぞれの間に、左サイドビーム２２及び右サイドビーム２４の延びる方向に間隔を置いてボス３２が一対、それぞれ介在されている。
【００２８】
ボス３２は、図５（ｂ）に示すように、円柱状に形成されて雌ねじ３２ａが備えられ、一端が骨組構造物１６に溶接されて取付けられる。ボス３２に対応する補強構造物１８ｂの部分には、ボルト３４を挿通するための貫通穴３５が形成されている。
【００２９】
この実施の形態における補強構造物１８ｂ及び骨組構造物１６は、次のように構成するのが製作上、また取付上好都合である。すなわち、補強構造物１８ａの前側部２２ａ（２４ａ）、中央部２２ｃ（２４ｃ）、後側部２２ｂ（２４ｂ）は、骨組構造物１８ｂが円弧形状であってもそれに合わせることなく直線状にして製作を容易にする。補強構造物１８ｂに形成される複数個の貫通穴３５は、製作時に治具などによってその位置を規定して寸法のばらつきを小さくする。取付けに際しては、ボス３２をボルト３４によって補強構造物１８ｂに仮止めし、この状態の補強構造物１８ｂを、骨組構造物１６に重ねて骨組構造物１６にボス３２を溶接する。このとき、製作誤差などにより補強構造物１８ｂとボス３２の間に隙間が生ずる場合は、この部分にシムあるいはワッシャのような隙間調整部材３６を適宜に挟むようにする。
【００３０】
上述したとおりの運転室補強構造の作用について説明する。
【００３１】
（１）取付け、製作コスト：
第１の実施の形態の運転室補強構造（図４）においては、運転室の骨組構造物１６と補強構造物１８ａとを溶接する位置を限定し、製作にあたっては寸法精度の必要な部分を減らし、また溶接を寸法の安定した位置で確実に行えるようにしたので、取付けが容易になり、製作コストも安くなる。
【００３２】
第２の実施の形態の運転室補強構造（図５）においては、骨組構造物１６と補強構造物１８ｂとの間に台座部材のボス３２を介在させ、製作にあたっては寸法精度の必要な部分を減らし、また補強構造物１８ｂを必要とするときに台座部材は取付ければよいので、取付けは容易になり、製作コストも安くなる。
【００３３】
（２）補強構造：
溶接あるいは台座部材による骨組構造物１６と補強構造物１８との取付位置が安定するので、強度を安定して確保でき、補強構造の機能を十分に発揮することがでる。
【００３４】
（３）溶接長さ、台座部材：
第１の実施の形態（図４）における溶接長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、第２の実施の形態（図５）における台座部材の個数は、運転室補強構造に要求される強度に応じて、強度を増す場合には増加させ、強度を減らす場合には減らせばよい。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。例えば、本発明の実施の形態における運転室は、略直方体に形成されているが、運転室は球面を有するなど他の形状であってもよい。その形状に合わせて補強構造物を取付ければよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に従って構成された運転室補強構造によれば、作業機械の運転室の略上半分に運転室の外側から重ねて取付けられる枠状の補強構造物を備える運転室補強構造において、補強構造物の取付けを容易し、また補強構造物及び運転室の製作コストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された運転室補強構造が備えられる作業機械の典型例である油圧ショベルを左前から見た斜視図。
【図２】図１に示す運転室の骨組構造物に補強構造物を取付けた状態を、運転室の左前側上方から見た拡大斜視図。
【図３】図２に示す補強構造物と骨組構造物を分離して示した斜視図。
【図４】本発明の運転室補強構造の第１の実施形態を示す図。
（ａ）は図２のＡ矢印方向に運転室の側面を見た図。
（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ矢印方向に見た拡大断面図。
【図５】本発明の運転室補強構造の第２の実施形態を示す図。
（ａ）は図２のＡ矢印方向に運転室の側面を見た図。
（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ矢印方向に見た拡大断面図。
【符号の説明】
２：油圧ショベル（作業機械）
１０：運転室
１６：骨組構造物
１８：補強構造物
１８ａ：補強構造物
１８ｂ：補強構造物
３２：ボス（台座部材）
３４：ボルト
ＲＦ：屋根面
ＦＳ、ＬＳ、ＲＳ、ＢＳ：側面
【図１】
2005035316.tif 000003
【図２】
2005035316.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005035316.tif 000006
【図５】
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